Interaction of elements of the telescopic boom as a result of sudden load removal

Abstract

Nowadays, self-propelled jib cranes equipped with telescopic jib equipment are widely used in construction, loading, unloading and installation works. Accidents of self-propelled jib cranes caused by a sudden break of a cargo rope, as well as spontaneous unloading of cargo, can be attributed to the main causes of accidents of hoisting cranes. This reason can be considered as one of the most dangerous, since sudden release of the load is characterized by unpredictability, independence from the skill of the operator and the transience of the impact. The aim of the work is to study the loading of telescopic boom equipment during sudden load removal and to propose measures to prevent or reduce the consequences of accidents caused by this type of loading. The railway crane “Sokol 80.01M” was selected as the object of study. The method of numerical experiment, carried out in the module of complex dynamic and kinematic analysis of SolidWorks Motion mechanisms was used as a research method. As a result of numerical simulation of instantaneous load removal, balancing of the telescopic boom on the sliding plates and shock interactions of the boom sections were established. The following parameters were determined: the time dependence of the sliding support reactions, the magnitude of shock interactions, and the time dependence of the boom head vibrations. It is proposed to use on a self-propelled jib cranes the “Method to increase the safety and security system of a jib crane”, which, in addition to protecting the crane from overload and from collisions of its boom or load-lifting body with various obstacles (coordinate protection), due to the presence of pyro-cartridges and their control subsystem, ensure the prevention of accidents in the event of a sudden removal of the load from the boom, as well as the protection of the hoisting machine when exposed to random external factors, damage reduction with irreversible loss of stability of the crane. The most rational parameters of the emergency power device for boom equipment were established: the time of action of the squib; the action coefficient of the squibs, the initial force of the squibs, the charge force of the emergency power device on the boom equipment.

Keywords

telescopic boom / squib / sudden load removal

References

[1] Александров М.П., Колобов Л.Н., Лобов И.Н., Никольская Т.А., Полковников В.С. Грузоподъемные машины: учебник для вузов. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, Высшая школа, 2000. 552 с.

[2] Голдобина Л.А., Власов А.В., Орлов П.С. Роль дефектоскопии стальных канатов для обеспечения безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов // Технико-технологические проблемы сервиса. 2009. № 4(10). С. 51-53.

[3] Тайц В.Г. Безопасная эксплуатация грузоподъемных машин: Учеб. пособие для вузов. М.: Академкнига, 2005. 383 с.

[4] Великанов А.В., Курганников И.В., Дьяков Д.Е. Проблемы эксплуатации грузоподъемных механизмов и пути их решения // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 1. С. 227-233.

[5] Позынич Е.К., Позынич К.П., Ковалёв И.Б. Определение степени деградации несущих крановых металлоконструкций по параметрам твёрдости при оценке остаточного ресурса стреловых кранов с жёсткой подвеской стрелы // Вестник института тяги и подвижного состава. 2013. № 9. С. 64-67.

[6] Вайнсон A.A. Подъемно-транспортные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование». 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1989. 536 с.

[7] Справочник по кранам: В 2 т. Т. 1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций / В.И. Браунде, М.М. Гохберг, И.Е. Звянягин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга. Л.: Машиностроение, 1988. 536 с.

[8] Ватулин Я.С., Чуян С.Н., Попов В.А., Орлов С.В. Исследование экстремальных режимов работы транспортных систем средствами SolidworksMotion // Системы автоматизированного проектирования на транспорте: материалы VII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2017. С. 28-43.

[9] Ватулин Я.С., Потахов Е.А. Нагруженность телескопической стрелы железнодорожного крана при внезапном снятии нагрузки // Транспорт Урала. 2018. №3(58). С. 13-20.

[10] Зарецкий А.А., Колобаев М.В. Устойчивость свободностоящих башенных кранов при обрыве груза // Подъемно-транспортное дело. 2008. № 5 (49). С. 5-7.

[11] Павлов В.П., Карасев Г.Н. Дорожно-строительные машины. Системное проектирование, моделирование, оптимизация: учеб. пособие. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. 240 c.

[12] Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1969. 520 с.

[13] Фам Хонг Куанг. Динамические нагрузки строительных самоходных гидравлических кранов с телескопической стрелой: дис. … канд. техн. наук. М., 1994. 126 с.

[14] Ватулин Я.С., Потахов Е.А., Потахов Д.А. Способ повышения безопасности и система безопасности стрелового грузоподъемного крана. Патент на изобретение RU 2700312, 16.09.2019. Заявка № 2018129511 от 13.08.2018.

RIGHTS & PERMISSIONS

Potakhov E.A., Vatulin Y.S.